哺乳动物精子冷冻干燥保存地研究进展.pdfVIP

上海市畜牧兽医学会2011 年学术年会论文集 哺乳动物精子冷冻干燥保存的研究进展 1, 2, 3 2, 3 1 2, 3 2, 3 2, 3 孟祥黔 ，张德福 ，马恒东 ，戴建军 ，吴彩凤 ，张廷宇 （1.四川农业大学生命科学与理学院，雅安625014 ；2.上海农业科学院畜牧兽医研究所， 上海201106 ；3.上海农业遗传育种重点实验室动物遗传工程研究室，上海201106 ） 摘 要：概述了国内外的哺乳动物精子冷冻干燥保存研究工作现状，阐述了精子冷冻干燥研究历史、精子冷冻干燥 保存机理、冷冻保存保护剂及相关处理研究进程，并探讨了目前研究中存在的问题和今后的研究展望。 关键词：哺乳动物；精子；冷冻干燥；ICSI （Intracytoplasmic sperm injection ） 冷冻干燥保存法不需要液氮，样品保存的空间较小，运输成本低，较常规低温保存要更经济实 用。然而最大的缺点是冻干精子复水后都处于形态学上的“死亡”状态，完全丧失了与卵母细胞自然 受精的能力，这也阻碍了冷冻干燥保存精子的后续研究，直至ICSI 技术的诞生，才加速了冷冻干 燥保存精子的研究步伐，如精子冻干方法、损伤机理等。冷冻干燥保存法有助于多个物种在简单条 件下进行精子保存，因而成为近几年新的研究热点。目前，人们已经逐步开展了关于精子冷冻干燥 及其损伤机理等的研究，并取得了很好的成果，如保护剂pH 值、保护剂组成、部分试验操作环境 等因素对冷冻干燥精子的影响。 1 国内外研究现状 已有研究报道把小鼠、兔和大鼠的冷冻干燥精子通过单精子注射(Intracytoplasmic sperm injection, ICSI)到卵母细胞中，使之发育并产出活的后代[1-3] 。而在大型哺乳动物方面，牛只能发育 [4] [5] 到胚泡状态 ，而猪流产，得到发育畸形的胚胎 。1991 年在保存时间上的研究表明：人的冷冻干 燥精子在4 ℃下保存12 个月后，注射到地鼠卵细胞中仍然能形成雄原核，甚至是高温处理30 min [6] 后注射依然保留这一功能 。 [7]，促使人们对其 由于冷冻干燥后精子受精率非常低，甚至比低温保存的精子受精能力还要低 进一步的探索研究。在几十年的发展历程中，冷冻干燥的步骤均主要分为两大部分：第一，精子获 取和冷冻干燥的前处理；第二，冷冻干燥过程中的处理。 [8] [9] 1956 年Leidl 等 首次报道了牛冷冻干燥精子，Bialy 等 也尝试检测牛的冷冻干燥精子的活力， 结果基本丧失了运动能力，这是受精率低下的一个重要原因。 单精子注射技术诞生之后，极大地推动了冷冻干燥精子的研究。1976 年首次报道[10]使用ICSI 将人的冷冻干燥精子注射到仓鼠的卵母细胞中，并发育成为生殖核。随后的众多关于冷冻干燥精子 的研究均依托ICSI ，这和冷冻干燥后精子丧失运动能力息息相关。1981 年 Jeyendran 等[11]报道了 使用含 6%水分的冷冻干燥精子进行ICSI ，其妊娠率为29% 。1992 年 Katayose 等[12]利用保存 12 个月的仓鼠冷冻干燥精子证实了1976 年得到的结论。1994 年Hoshi 等[13]首次使用兔作为研究对象， 并且取得重大突破——兔的冷冻干燥精子在卵母细胞中能发育到6-cell 或是8-cell 阶段。有关活体 [14] [1] [2] 成功获得的报道也相继出现，1998 年Wakayama 等 与2001 年Kusakabe 等 、 2004 年Liu 等 、 2005 年Masumi 等[3]分别成功获得小鼠、兔、大鼠后代。 虽然ICSI 技术在少数动物上已获得成功，但至今未见关于大型哺乳动物成功获取后代的报道。 2001 年首次报道了在牛的研究上使用ICSI ，并将冷冻干燥精子注射到卵母细胞中，卵裂率达